Функциональный генератор Советский патент 1984 года по МПК G06G9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предйазначено для формирования функ циональных импульсных последователь ностей, в частности, в преобразующи устройствах дискретных систем автоматического управления и систем связи, системах распознавания образ цов и устройствах памяти ЭВМ, Известны оптоэлектронные функциональные генераторы, в которых формирование требуемого выходного сигн ла обеспечивается пространственной модуляцией светового потока либо оптико-механическим способом, либо с использованием электрооптических эффектов. Известен функциональный генератор , содержащий последовательно расположенные по оптической оси источник света, сканирующий блок, выполненный в виде двух последовательно расположенных прямоугольных отклоняющих призм из электроопти ческих кристаллов, ширму с функциональным законом прозрачности, собирающую линзу и фотоэлектрический преобразователь. Использование в данном генератор электроопт:.;ческих кристаллов позволяет обеспечить частоту генерации до ЮЭ .Гц И . Однако электрооптинеские отклоняющие устройства требуют высоких управлякидих напряжений, что усложняет схему генератора, и изготавливаются из дорогостоящих материалов. Низкая надежность элементов схемы и трудность обеспечения соосного их расположения обуславливают низкую надежность устройства в целом. Наиболее близким техническим решением к изобретению является уст ройство для генерации функциональны импульсных последовательностей, содержащее источник питания, подключе ный к прибору, излучающему свет, например к полупроводниковому лазер который имеет вход для приема импульсной электрической энергии, пол проводниковый фотодиод, на который поступает световой поток с выхода лазера, устройство задержки статических колебаний, которое установле на пути светового потока между лазе ром и фотодиодом, и цепь Обратной связи, включенную между выходом фот диода и дополнительным входом лазер причем выход фотодиода является выходом устройства 2 , Недостатком известного устройств является то, что оно не позволяет . получать кодовую последовательность импульсов и импульсы заданной формы Целью изобретения является расширение области применения путем .получения кодовой последовательности импульсов и импульсов заданной формы. Поставленная цель достигается тем, что в функциональный генератор, содержащий источник питания, выход которого подключен к источнику света, например полупроводниковому лазеру, электрический вход которого является импульсным входом генератора, фотоприемник, оптический вход которого через элемент задержки связан с выходом источника света, а выход фотоприемника является электрическим выходом генератора, введены сумматор-вычитатель, п элементов задержки и ц -1 дополнительных фотоприемников , оптический вход каждого дополвнительнсго фотоприемника связан через соответствующий элемент задержки с выходом источника Света, который снабжен дополнительно оптическим входом, который, черзв--. (п+1)-и элемент задержки связан d выходом источника света, выходы фотоприемников соединены с соответствующими в одами сумматора-вычитателя и являются импульсными выходами генератора, а выход сумматора-вычитателя является выходом кодовой импульсной последовательности генератора, кроме того в функциональном генераторе элементы задержки выполнены в виде оптических волокон различной длины. На фиг. 1 представлена структурная схема функционального генератора, на фиг. 2 (а, б, в) - временные диаграммы, поясняквдие его работу . Функциональный генератор содержит источник 1 питания, выход которого подключен к источнику 2 света, например полупроводниковому лазеру. Первый вход источника 2 света является электрическим импульсным входом устройства. Выход источника 2 света через элементы задержки, т.е. оптические волокна различной длины ц связан с соответствующими входами фотоприемников 4, а через оптическое волокно Зм41 - с оптическим входом источника 2 света. Электрические выходы фотоприемников 4 образуют h импульсных выходов и подключены к соответствующим разнополярным входам сумматора-вычитателя 5 , выход которого является выходом генератора кодовой импульсной последовательности. Генератор работает следующим образом. При поступлении импульса на вход генератора источник 2 света излучает световой импульс, который, проходя по оптическим волокнам различной длины 3,, достигает соответствующих входов фотоприемников 4f,. Время прохождения светового импульса от источника 2 света до i -го фотоприемника 4 () пропорционально длине -го волокна S и для каждого фотоприемника 4 будет различным. Следовательно, момент появления электрического импульса на выходе j-го фотоприемника 4 будет сдвинет во времени относитель но момента появления импульса на выходе i-1-го фотоприемника 4 на некоторую величину ,-t;i , пропорциональную разности длин соответствующих волокон 3. Выходные сигналы фотопрйемников 4 поступают на соответствующие разнополярные входы сумматора-вычитателя 5. Если длительность импульса симп поступакадего на вход устройства, меньше минимального времени сдвига т.;„),то на п +1-м выхо ае генератора формируется либо код вая последовательность разнополярны импульсов переменной амплитуды (фиг, 2а), либо кодовая последовательность однополярных импульсов, при условии равенства всех входных масштабных коэффициентов сумматора вычитателя 5 (фиг. 26).. Если же длительность импульса больше максимального временног сдвига fctn,n(tv,Mn т,) , то на h+1-выходе формируется нелинейная

П -. Л/

Mfln.

ппп п ппп ппп

Тинп.

Г зависимость, построенная по методу кусочно-ступенчатой аппроксимации (фиг. 2в). Форма нелинейной зависимости однозначно определяется видом закона изменения длин оптических волокон Зд-3,, . Частота генерации оптических импульсов источником 2 света определяется частотой импульсов электрических или оптических, подавае1 О:1х на вход генератора - первый вход источника 2 света. Кроме того-, устройство может работать в режиме автосеиерации, что обеспечивается введением обратной связи - оптического волокна Зщ.( . Частота генерации оптических импульсов источником 2 света в режиме определяется длительностью релаксационных процессов .в излучателе и временем прохояздения импульса в оптическом волокне 3„41 и имеет порядок Гц. Таким образом, на п +1-м выходе генератора формируются кодовые последовательности импульсов или импульсы заданной формы, а на выходах 1-h формируются импульсные последовательности , что позволяет расширить область применения генератора .

1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, .содержащий источник питания, выход которого подключен к источнику света, например полупроводниковому лазеру, электрический вход которого является импульсным входом генератора, фотоприемник, оптический вход которого через элемент задержки связан с выходом источника света, а выход фотоприемника является электрическим выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем получения кодовой последовательности импульсов и им- пульсов заданной формы, в него введены сумматор-вычитатель, п элементов задержки и ц -1 дополнительных фотоприемников, оптический вход каждого дополнительного фотоприемника связан через соответствующий элемент с выходом источника света, снабженным дополнительно оптическим входом, который через (я+1)-й элемент задержки связан с выходом источника света, выходы фотоприемников соединены с соответствующими входами сумматоравычитателя и являются импульсными выходами генератора, а выход сумматора -в ычитат ел я является выходом кодовой импульсной последователь- 5 ности генератора. (Л 2. Генератор по п. 1, о т л ичающийся тем, что элементы задержки выполнены в виде оптических волокон разной длины. vj :л П ю X)